洛伦兹变换实质是什么？

这是一个好问题，问题本身解释了为什么我们说爱因斯坦是史上最伟大的两个物理学家之一，而洛伦兹不是。

洛伦兹时代，物理学家们已经发现一个令人如丧考妣的实验事实：不管怎么测量，从那个方向什么速度的运动参考系下测量，真空光速都不变。

这个世界末日般的实验结果表明：1. 牛顿/伽利略时代的速度观在接近光速时失效。2. 以太看起来不存在，以太不存在那绝对空间就无从谈起。3. 绝对时间似乎也不是很可靠。

在牛顿大厦即将倾覆之时，洛伦兹童鞋一拍脑袋，凑出了洛伦兹变换，好歹暂时撑住了摇摇欲坠的大厦。

但恐怕没有一个物理学家包括洛伦兹自己对这个大补丁是满意的。

这时爱因斯坦出场了。

狭义相对论横空出世，对于当时的物理学家们来说，狭义相对论非常好理解（不同于之后的广义相对论），就像大家一直在苦思冥想的谜语，爱因斯坦第一个说破了。

理解狭义相对论只需要三句话：

1. 相对性！没有绝对时空，特别是没有绝对时间！这是最简单也最关键的一点，几乎所有的佯谬都在这里，几乎所有想不明白的初学者都是因为没有彻底驱散脑子中潜在的绝对时间观。这正体现了爱因斯坦的明快思维：既然绝对时空漏洞百出，那与其不停打补丁，不如直接假定相对性。

2. 在任何参考系下测量的真空光速不变。这再次体现出爱因斯坦的明快思维：既然你们实验物理学家测出来的光速不变，与其绞尽脑汁想理由，不如直接假定这就是物理规律。

3. 时间和空间在数学上不可割裂，一起构成一个4维伪欧几何（3个实轴为空间，时间是虚轴ict）。这里体现出爱因斯坦非凡的数学感觉，敏锐的意识到运动其实是个纯几何问题，并找到了最合适的数学工具来描述。

这个伪欧几何又被称为闵可夫斯基空间，数学上出奇的简单，应用在物理上更是势如破竹，比如，洛伦兹变换根本就不再需要定义了。在闵可夫斯基空间里，这是连中学生都能推导出来的必然结果。

比如我们计算时间膨胀：

当前参考系下（用本参考系的时钟和尺子）测量到一运动物体在t时间移动了距离s，则速度为v=s/t。

那么根据相对性原则，该运动物体自己的时间是其世界线长度/v，即起始时空点（0,0）到终止时空点（ict，s）的线段长度/v。

根据勾股定理，该线长度为：

√(ict)²+s²

= √-c²t²+v²t²

= vt*√1-(v/c)²

这个膨胀因子√1-(v/c)²，就是洛伦兹为了对上实验数据绞尽脑汁凑出来的变换公式，在闵可夫斯基几何里就是如此显然的数学结论。

不过为了安慰洛伦兹童鞋，物理学界还是慈悲的把这个因子命名为洛伦兹因子。